电机控制简介

Behavioral Science

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Summary

电机控制涉及集成和处理的感官信息由我们的神经系统,其次是通过我们骨骼的系统来执行自愿或非自愿的行动的反应。要了解如何我们 neuroskeletal 系统控制电机的行为以评估伤情属于一般的运动、 反应能力和协调是至关重要的。电机控制更好地理解会帮助行为神经学家在发展有用的工具来治疗运动失调,如帕金森病或亨廷顿氏病。

这个视频简要回顾神经解剖学结构和连接在运动控制中的重要作用。介绍了目前被要求在电机控制领域的基本问题,其次是一些为了回答这些问题的方法。最后,应用程序部分审查进行的神经科学实验室在研究这一现象感兴趣的几个具体实验。

Cite this Video

JoVE Science Education Database. 行为科学精要. 电机控制简介. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

控制电机的行为,或如何在我们的大脑思想转化为行动的我们的身体是最重要的问题,可以提问行为科学家之一。它是最基本的科学理解我们的神经系统如何看待和感官的信息集成和反应通过我们肌肉骨骼系统。同时,电机控制更好地了解将有助于我们建立更好的工具可以帮助患者运动障碍。

在这个视频中,您将了解神经生物学基础的电机控制领域,一些重要的实验技术,这些技术研究运动行为的几个具体应用的基本问题。

首先,让我们看看目前被科学家了解的电机控制神经生物学。

我们的中枢神经系统的不同部分似乎按层次结构到功能控制电机的行为。神经解剖层次结构的顶部是运动皮层,皮层和主运动区组成。冠状断面通过运动皮层揭示了主运动区项目"上部运动神经元"下脊髓控制运动的不同部分。控制特定的身体部位的神经元被本地化到同一区域内的运动区域,这样身体"电机图"可以大致确定和表示形式的一个"皮质的侏儒"。

前主运动区是运动前区,拟参与的特定任务复杂的运动控制。建议不仅要直接控制运动,运动前区是在电机的规划和学习中发挥主要作用。

大脑的两个其他区域可能在电机控制中发挥重要的综合作用: 小脑、 基底神经节。小脑使用来自各种感官系统信息来微调方面的运动,如节奏、 步态、 平衡和姿势。它还建议在电机规划和学习中发挥作用。基底神经节,盛产连接到皮层和大脑的其他部分,被认为是参与选择一项议案的许多能被执行。主要电机的疾病,如帕金森病和亨廷顿氏舞蹈症已归入在基底神经节病变。

进一步降低电机的层次结构是脑干和脊髓。上部运动神经元的运动皮层锥体束,连接到较低的运动神经元,直接控制运动作为旅行下来。另一方面,从其他大脑区域接收输入的锥体外系束是主要负责调节方面的平衡,姿势和协调运动。

除了从较高级别接收指令,来自脊髓运动神经元也是负责的非自愿的脊髓反射,像膝跳反射,哪里感官信息直接决定了电机的响应性能。

既然我们已经回顾了相关的电机控制神经,让我们来看看的一些主要问题领域的运动行为。

虽然有粗略的概念,对不同的大脑区域的角色在电机控制中,科学家仍试图找出这些系统的运动障碍会发生什么变化。被调查的具体电机活动包括平衡和协调,以及灵活性。改进的实验工具,一些科学家正在查明病理事件背后这些疾病的定位。

在该字段中的另一个主要问题是: 我们感官的知觉是如何影响我们的动作?例如,科学家们正试图了解如何视觉错觉,或者目标以不同的观点,可能影响到自愿和非自愿的议案。他们也正在研究如何调整姿势时的主题呈现不同的视觉和运动线索。

最后,科学家们也感兴趣学习的如何运动技能。这可能意味着试图理解的时间和学习运动技能,所需的反馈的长度和如何永久是学习的技能。

在审查后的一些主要问题的领域,让我们看看被用来回答这些问题的实验工具。

啮齿类动物,如小鼠和大鼠,通常用于执行评估运动行为的测试。例如,可以用跑步机练习评估基本运动功能或野外活动,同时有啮齿动物行使在设置中,平衡木等动物,允许电机平衡和协调,以进行测试。

或者,可以在使用范式涉及伸手去拿一份食物奖励的啮齿动物调查运动技能学习。食品处理任务可用于评估动物的前肢灵巧。这些行为的测试可以结合等食品药品监督管理局或手术,干预措施,以电机的活动链接具体到特定的神经学基础。

最后,观察在电机活动过程中发生的神经变化,可以应用成像和电气测量技术。等活细胞成像技术,脑电图和肌电图或脑电图,肌电图可以用于测量神经和肌肉活动主体执行电机任务时。

看在调查电机控制的常用方法,让我们讨论几种应用这些技术。

如前所述,行为测试可以结合手术源性受伤的情况,研究具体的神经损伤和运动行为之间的联系。在此研究中,研究人员向一侧的颈脊髓损伤大鼠损伤和测试,然后对这种动物的肢体使用影响运动和食物处理任务。这些实验有助于科学家了解特定的神经回路的作用在肢体运动。

要研究感官信息在电机控制中的作用,研究人员可以执行他们目前与具体感官线索的科目,观察他们对运动的影响的实验。在此研究中,参与者被放在一个视觉效果环绕和支撑表面被编程来移动或摇摆的环境。然后评估主体的能力调整他或她的姿势,保持平衡。

最后,一些科学家正在开发协议在哪里人们将同时使用多个收集数据的方式获得更完整的电机控制。在此研究中,科学家们结合脑电图、 肌电图检查和运动捕捉协议检查神经活动中执行实际的电机任务的参与者。

你刚看了朱庇特的视频运动行为的控制。这个视频审查目前对电机控制、 关键问题和领域,突出方法以及几种应用方法研究运动行为的神经生物学认识。一如既往,感谢您收看 !

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